1、中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： 学 号： 21080032 学 院： 应用技术学院 专 业： 采矿工程 论文题目： 成庄煤矿 1.5Mt/a 新井设计 专 题： 成庄矿瓦斯预防与治理 指导教师： 职 称： 教 授 2012 年 6 月 徐州全套图纸，完整版设计加 153893706中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用技术学院 专业年级 采矿 08-1 学生姓名 任 务 下 达 日 期 ： 2011 年 3 月 1 日毕业设计日期：2011 年 3 月 1 日至 2011 年 6 月 4 日毕业设计题目：成庄矿 1.5 Mt/a 新井设计毕业设计专题题目：成庄矿瓦斯预防与治理毕业设
2、计主要内容和要求：该生毕业设计由一般设计、专题和外文翻译三部分组成。一般设计部分题目为 成庄矿 1.5Mt/a 新井设计。主要内容包括矿区概述及井田地质特征、井田开拓、采煤方法及带区巷道布置、矿井通风、矿井安全技术措施等。专题部分题目为 成庄矿瓦斯预防与治理翻译部分题目为 Synthesizing The Mechanization Adopts To Put A Coal Mines Technique And Its Outlooks（综采放顶煤开采技术及其发展） 。设计要求：独立完成上述设计内容，方案论证、计算、分析要正确，专题要有自己的见解，结论要合理。说明书条理要清楚，论述充分，文字
3、通顺，符合专业技术要求，图纸完备、正确。翻译译文语句要通顺、完整，语义准确。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字：年 月 日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字
4、： 年 月 日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况回 答 问 题提 出 问 题 正 确基 本正 确有 一般 性错 误有 原则 性错 误没 有回 答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为成庄矿 1.5Mt/a 新井设计。成庄矿位于山西省晋城市西北 20km 处，井田南北长 3.45km，东西宽 9.5km，面积 32.75km2。主采煤层为 3 号煤，平均倾角为 3，煤层平均厚度为 5.00m。井田地质条件较为简单。矿井工业储量201.55M
5、t，矿井可采储量136.24Mt。矿井涌水量不大，矿井正常涌水量为266m 3/h，最大涌水量为395m 3/h。矿井瓦斯涌出量较高，为高瓦斯矿井。煤尘无爆炸危险性。成庄矿设计年生产能力为1.5Mt/a，服务年限为64.88a。矿井年工作日为330d，工作制度为“四六”制。井田为双斜井单水平开拓，水平标高为+630m。大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用无轨胶轮车设备。矿井通风方式前期为中央分列式通风，后期为中央边界式通风。矿井的采煤方法为综采放顶煤一次采全高开采，工作面长度为220m 。一般部分共包括10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度及设计生产能力、服务
6、年限；4.井田开拓；5.准备方式-带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全；10.矿井基本技术经济指标。专题部分主要介绍了成庄矿瓦斯预防与治理。翻译部分主要内容为关于综采放顶煤开采技术及其发展，英文题目为：Synthesizing The Mechanization Adopts To Put A Coal Mines Technique And Its Outlooks关键字：综采放顶煤 液压支架 顶板结构 回采率ABSTRACTThis design includes of three parts: the general part, special su
7、bject part and translated part. The general part is a new design of Chengzhuang mine. Chengzhuang mine lines in northwest of Jincheng in ShanXi province. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of the minefield is 9.5 km , the width is about 3.45 km，well farmland tot
8、al area is 32.75 km2. The fifteen is the main coal seam, and its dip angle is 3 degree. The thickness of the mine is about 5.00m. The proved reserves of the minefield are 201.55million tons. The recoverable reserves are 136.24million tons. The normal flow of the mine is 266 m3 percent hour and the m
9、ax flow of the mine is 395 m3 percent hour. The mineral well gas gushes the deal higher, for high gas mineral well. Coal doesnt contain Bang risk.The designed productive capacity is 1.5 million tons percent year, and the service life of the mine is 64.88 years. The working system “four six ” is used
10、 in the Chengzhang mine. It produced 330d/a.The well farmland is a single level in an inclined well to expand. The level elevation is +630 m. The ventilated way under shaft is parallel ventilation.The colliery adopts coal method is the alignment long the wall synthesizes to mechanize to adopt once t
11、he all and high method mines. The length of working-face is 220 m.This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.development engineering of coalfield; 5.The layout of panels; 6.The metho
12、d used in coal mining; 7.Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9.The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms.Thematic part of the topic is fully Introduced into the Coal Mine Gas to prevent and control.Translation part of ma
13、in contentses is about fully Synthesizing The Mechanization Adopts To Put A Coal Mines Technique And Its Outlooks.Keywords：fully mechanized caving mining hydraulic support roof structure recovery 目 录1 矿区概述及井田地质特征 11.1 矿区概述 11.1.1 井田位置、范围及交通 11.1.2 地形地貌 11.1.3 水文地质 .11.1.4 气象、地温及地震 .11.1.5 矿区经济概况 .21
14、.1.6 矿井水、电源情况 21.2 井田地质特征 31.2.1 地层 .31.2.2 地质构造 51.2.3 井田水文地质 61.3 煤层及煤质 .101.3.1 煤层赋存条件 101.3.2 煤质 101.3.2 煤层瓦斯含量 112 井田境界和储量 132.1 井田境界 .132.1.1 井田境界 132.1.2 开采界限 132.1.3 井田尺寸 132.2 矿井工业储量 .142.2.1 储量计算基础 142.2.2 工业储量计算 152.3 矿井可采储量 .162.3.1 安全煤柱留设原则 163 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 193.1 矿井工作制度 .193.2 设计生
15、产能力及服务年限 .193.2.1 设计依据 193.2.2 矿井设计生产能力 193.2.3 矿井服务年限 193.3 井型校核 .203.3.1 煤层开采能力 .203.3.2 辅助生产环节的能力校核 203.3.3 通风安全条件校核 .203.3.4 储量条件校核 .204 井田开拓 214.1 井田开拓的基本问题 .214.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 214.1.2 工业场地的位置 224.1.3 开采水平的确定及采盘区划分 224.1.4 主要开拓巷道 224.1.5 方案比较 234.2 矿井基本巷道 .314.2.1 井筒 314.2.2 井底车场及硐室 364.2.
16、3 主要开拓巷道 395 准备方式 带区巷道布置 435.1 煤层地质特征 .435.1.1 带区位置 435.1.2 带区煤层特征 435.1.3 煤层顶底板岩石构造情况 435.1.4 水文地质 435.1.5 地质构造 445.1.6 地表情况 445.2 带区巷道布置及生产系统 .445.2.1 确定带区巷道布置及生产系统的原则 445.2.2 带区准备方式的确定 445.2.3 生产系统 455.2.4 带区内巷道掘进 465.2.5 带区生产能力及采出率 465.3 带区车场及主要硐室 .485.3.1 带区下部车场设计 485.3.2 带区主要硐室 486 采煤方法 496.1
17、采煤工艺方式 .496.1.1 带区煤层特征及地质条件 496.1.2 确定采煤工艺方式 496.1.3 带区综放开采设备选型及相关参数 506.1.4 回采工作面破煤、装煤方式 566.1.5 推拉运输机方式 576.1.6 放煤方式 576.1.7 工艺流程 576.2 顶板管理 .586.2.1 支护设计 586.2.2 工作面顶板管理 596.2.3 工作面上、下端头及出口的顶板管理 606.3 劳动组织和工作面成本 .616.3.1 劳动组织 616.3.2 工作面成本 626.4 回采巷道布置 .636.4.1 回采巷道布置方式 636.4.2 回采巷道参数 637 井下运输 65
18、7.1 概述 .657.1.1 井下运输的原始条件和数据 657.1.2 井下运输系统 657.2 煤炭运输方式和设备选择 .657.3 辅助运输方式和设备选择 .677.3.1 选择无轨胶轮车 677.3.2 设备选择 688 矿井提升 708.1 矿井提升的原始数据和条件 .708.2 主副井提升 .708.2.1 主井提升 708.2.2 副井提升设备选型 718.2.3 井上下人员运送 739 矿井通风及安全 749.1 矿井通风系统选择 .749.1.1 矿井概况 749.1.2 矿井通风系统的基本要求 749.1.3 矿井通风方式的确定 749.1.4 主要通风机工作方式选择 .7
19、59.1.5 带区通风系统的要求 769.1.6 工作面通风方式的选择 769.1.7 回采工作面进回风巷道的布置 779.2 带区及全矿所需风量 .779.2.1 采煤工作面实际需要风量 779.2.2 备用面需风量的计算 799.2.3 掘进工作面需风量 799.2.4 硐室需风量 809.2.5 其它巷道所需风量 819.2.6 矿井总风量计算 819.2.7 风量分配 819.3 矿井通风总阻力计算 .839.3.1 矿井通风总阻力计算原则 839.3.2 确定矿井通风容易和困难时期 839.3.3 矿井最大阻力路线 839.3.4 矿井通风阻力计算 889.3.5 矿井通风总阻力 8
20、99.3.6 两个时期的矿井总风阻和总等积孔 909.4 选择矿井通风设备 .909.4.1 选择主要通风机 909.4.2 电动机选型 939.5 防止特殊灾害的安全措施 .939.5.1 瓦斯管理措施 939.5.2 煤尘的防治 939.5.3 预防井下火灾的措施 949.5.4 防水措施 9410 设计矿井基本技术经济指标 95成庄矿瓦斯预防与治理 981 概述 .982 采场瓦斯治理方法研究 982.1 采空区瓦斯赋存及运移规律 982.2 工作面瓦斯治理方法 992.2.1 顶板走向钻孔抽放技术 .992.2.2 高抽巷抽放技术 .1012.2.3 专用巷道排放瓦斯技术 .1042.
21、2.4 采煤工作面顺层抽放方法 .1052.2.5 采空区埋管抽放技术治理工作面瓦斯 .1062.2.6 开采保护层技术 .1082.2.7 煤层注水防治瓦斯 .1093 结束语 .113英文原文 116综采放顶煤开采技术及其发展 121参考文献 125致 谢 126一般部分中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 1 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿 区 概 述1.1.1 井田位置、范围及交通成庄煤矿，位于沁水煤田南翼，晋城市西北 20km 处，跨泽州和沁水两县。工业广场位于泽州县下村镇史村,地理坐标为北纬 353411353950,东经 11236061124349。成庄
22、井田北至大阳井田南界，南至寺河井田北界，东以煤层露头及小窑为界，西与潘庄井田为邻，东西长约 9.5km，南北宽约 3.45km，面积 32.75km2。太（原）焦（作）铁路由井田东 10 余 km 处通过，侯（马） 月（山）铁路从西南约 7km 处通过。矿井有铁路专用线经古书院矿与太焦铁路接轨，距古书院矿18km。207 国道（太原洛阳）在成庄矿东侧约 20 多 km 处通过，晋（城）长（治） 、晋（城）阳（城） 、晋（城）焦（作） 、长（治）邯（郸） 、太（原）长（治）高速公路已建成通车。交通极为便利（图 1-1） 。1.1.2 地形地貌本井田地形为低山丘陵区，沟谷发育。中部高，东、西部低，
23、最高点标高为1146.5m，最低标高为 691.3m，相对高差为 455.2m。东部长河西岸有黄土覆盖、西部沁河东岸也有黄土覆盖，中部山区森林发育。井田内村庄位于黄土冲沟两侧或山顶低洼处有黄土覆盖的地方。河谷两侧为侵蚀堆积地形，形成河漫滩及以上的三级阶地。1.1.3 水文地质水系属黄河流域沁河水系。井田内主要河流为长河，为沁河支流，由东北向西南从井田东缘流过。史村河、河底河等为长河支流，由西北向东南注入长河，为季节性水流。另外，井田东侧的长河河谷内建有南庄水库，井田内的史村河，河底河的上游分别建有刘村、常坡两座水库。1.1.4 气象、地温及地震晋城市属暖温带大陆性气候。四季分明，温暖宜人，日照
24、充足,无霜期长。据晋城市气象站资料,年平均气温 11,极端最低气温-22.8（1956 年 1 月 21 日） ，极端最高气温38.6（1967 年 6 月 4 日） 。雨季为 7、8、9 三个月，平均年降水量 622.7mm，最小295.9mm（1965 年） ，最大 1010.4mm（1956 年） 。平均年蒸发量 1783mm。根据中国地震烈度区划图（1990） 划分：本井田属地震烈度区度区；根据中国地震参数区划图 （GB18306-2001） ，本区所属地震动峰值加速度分区为 0.05g。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 2 页图 1-1 成庄矿交通位置图1.1.5
25、 矿区经济概况本地区土质比较肥沃，主要农作物有玉米、谷子、小麦和高粱，由于农田水利基本建设发展较快，亩产水平逐年提高。工业主要有冶炼、化肥、水泥、发电、农机副产品加工以及手工业。本地区经济发达，工农业基础好，对能源需求大，很有必要建设大中型矿井来满足本地区的需要。1.1.6 矿井水、电源情况水源：本矿目前生活及生产用水主要来自奥陶系岩溶地下水，地表潜水井基本上全部报废。已施工奥陶系岩溶水源井 9 口，水平标高在 454.70m 与 516.10m 之间，单井供水量为 22002800 m3/d,水质优良，基本能满足矿区内居民生活及工业用水。电源：矿井电源来自集团供电公司 110KV 站。中国矿
26、业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 3 页1.2 井 田 地 质 特 征1.2.1 地层本井田由东向西、岩层从老到新。现分述如下：（一） 、奥陶系中统下马家沟组（O2x）以中厚层状石灰岩为主，下部夹泥质灰岩和含石膏的泥质角砾状灰岩，中下部岩溶发育，呈蜂窝状小溶洞相互连通，一般可见 13 层，洞内可见黄褐色沉淀物。本组岩溶发育，含水丰富，是矿区水源的重要取水层段。本组厚度约为 178.32m。（二） 、奥陶系中统上马家沟组（O2s）以浅灰深灰色致密性脆的厚层状石灰岩为主，次为泥质灰岩，具方解石细脉。本组厚 177.04m254.13m，平均 207.96m，富水性弱于下马家沟组。（三
27、） 、奥陶系中统峰峰组（O2f）以深灰色坚硬致密的厚层状石灰岩及角砾状灰岩为主，砾石成分较复杂。在个别钻孔中见到顶部具薄层状黄铁矿，为本溪组沉积物。本组厚 42.79m86.13m ，平均68.38m。（四） 、石炭系中统本溪组（C2b）平行不整合于峰峰组灰岩侵蚀面之上，因受剥蚀面控制，厚度由 0m9.76m 。平均7.86m。以灰白色铝土质泥岩为主，夹薄层砂质泥岩及细粒砂岩，局部夹薄层灰岩，为一套以泥岩为主的泻湖海滩相沉积。底部为山西式铁矿。在井田东部边界外，有零星出露。（五） 、石炭系上统太原组（C3t）为井田主要含煤地层之一。K1 石英砂岩（相当于晋祠砂岩）底界或相当层位至 K7砂岩底。
28、与下伏本溪组成整合接触。由灰色中、细粒砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩、砂质泥岩、石灰岩、煤层组成。属海陆交互相沉积。自下而上 K2、K3 、K5 三层石灰岩普遍发育，层位稳定。含煤 10 层，一般 68 层，可采 2 层（9、15 号煤层） 。本组厚77.52m112.07m，平均 91.98m。在井田东部边界附近有零星出露。（六） 、二叠系下统山西组（P1s）为井田主要含煤地层之一。K7 砂岩底或相当层位的粉砂岩至 K8 砂岩底，与下伏太原组呈整合接触。由灰白灰色中、细粒砂岩、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，为滨岸过渡相沉积，含煤 13 层，其中 3 号煤层为主要可采煤层。本组厚39.45
29、m73.08m，平均 49.83m。在成庄、段都、坪头一带有零星出露。（七） 、二叠系下统下石盒子组（P1x）K8 砂岩底至 K10 砂岩底，与下伏山西组呈整合接触。由灰色、灰绿色砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，局部夹 12 层煤线及铁锰质结核。属淡水浅湖滨湖相沉积。顶部为含铝质泥岩，富含鲕粒，俗称“桃花泥岩” ，层位稳定，分布广泛，是良好的标志层。 8K8 砂岩为灰、深灰色细中粒长石石英杂砂岩。本组厚 62.70m121.51m 平均 93.00m。（八） 、二叠系上统上石盒子组（P2s）以 K10 砂岩底界与下石盒子组分界，属陆相沉积，全组厚 547.60m600.49m ，一般567.78m，
30、按岩性组合可分为三段：下段（P2s1）：岩性主要由杏黄、黄绿、灰绿、紫红色细粒砂岩、砂质泥岩、泥岩组中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 4 页成。底部为中粗粒长石石英杂砂岩（K10） ，泥质胶结，具交错层理。与下伏下石盒子组呈整合接触。本段厚 287.60m310.49m，平 297.78m。中段（P2s2）：岩性主要由杏黄、黄绿、灰绿色粗、中、细粒砂岩，灰绿色、紫红色粉砂岩、泥岩组成，夹数层中厚层状粗粒长石石英杂砂岩。中部夹厚 0m0.50m 的锰铁矿层。本段厚 200m230m，平均 210m。上段（P 2s3）：岩性主要由黄绿色、灰绿色、细粒砂岩，灰绿色、暗紫色粉砂岩及
31、泥岩组成。为本区出露的最新岩层，全层出露不全，仅在大尖山、二尖山、方山、李街村一带有零星出露，因受剥蚀，所见厚度 60.00m 左右。（九） 、第四系(Q) 沿长河各沟谷，两侧山坡及山梁均有大面积分布，角度不整合于不同岩层之上。中更新统（Q2）：下部为浅红色至暗红色砂质粘土，夹铁锰质薄层，半胶结至不胶结，中部为灰黄色砂砾层，上部为红色砂质粘土，含钙质结核。厚 0m23.00m ，平均16.00m。与下伏地层呈角度不整合接触。上更新统（Q3）：灰黄色亚砂土中夹钙质结核，垂直节理发育，孔隙度大，底部有灰黄色未经胶结的砂砾层。厚 0m8.90m，平均厚 5.00m。与下伏地层呈角度不整合接触。全新统
32、（Q4）：为近代河床相堆积，以砂质土，砂砾层为主，厚 0m14.00m ，一般为 10m。本井田含煤地层沉积类型和特征与晋东南其它地区大致相同，主要煤层及标志层可以对比。因此，仍沿用晋东南地区标志层对含煤地层进行划分，其对比程度可靠。本报告仍沿用传统的岩石地层单位划分和对比地层，将太原组与本溪组之界置于晋祠砂岩（K1）及其相当层位之底；山西组与太原组之界置于 K6 灰岩之上的 K7 砂岩（相当于太原西山的北岔沟砂岩）底或与其相当层位；下石盒子组与山西组之界置于 K8 砂岩（相当于太原西山的骆驼脖子砂岩）底或与其相当层位；上石盒子组与下石盒子组之界置于“桃花泥岩 ”及其相当层位之上的 K10 砂
33、岩之底。由于本井田太原组 3 层石灰岩（K2、K3、K5）普遍发育，层位稳定，因此说原报告对太原组地层的对比是可靠的。在二叠系地层中，自下到上有 7 层发育较好的砂岩和一层桃花泥岩，可作为划分二叠系地层的标志层。由于这 8 层标志层发育比较明显，易于鉴别，因此，原报告对二叠系地层的对比也是可靠的。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 5 页图 1-2 成庄矿综合柱状图1.2.2 地质构造褶曲：受区域构造的影响，区内褶曲多为幅度不大两翼平缓，开阔的背向斜及较小的短轴背向斜构造中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 6 页成庄北背斜：位于井田中部，由成庄北向西北延展。
34、一直穿过井田西部边界。地表大部分被黄土掩盖，据 3 号煤层底板等高线图显示，背斜轴向 280，延伸长度超过8000m 左右,波幅 35m 左右。北翼地层倾角 5,南翼地层倾角 7左右,局部 12,为向西倾伏的背斜构造。井下北翼+630 辅助运输大巷和北翼总回风大巷,均横穿背斜轴部。据北翼+630 辅助运输大巷揭露,在此处该背斜为一倾伏背斜,轴部伴有许多小型褶曲及小型正断层, 轴部地层起伏不平,轴向 330，倾角 36。据北翼总回风巷大巷揭露，该背斜在此处为倾伏背斜，轴向 280，南翼地层倾角 12,北翼地层倾角 36，轴部伴有小型断层和陷落柱，轴部地层平缓。本井田位于太行山复背斜西翼，沁水盆地
35、东翼南端。为阳城山字形结构体系脊柱部分南端东侧及马蹄形盾地的北侧与新华夏构造体系的复合部位。北西向压扭性开阔背向斜褶曲伴有少数褶曲轴向近似垂直的张性断裂和与褶曲斜交的扭性断裂。井田内构造主要为走向北东逐渐转折为北东向，倾向北西的单斜构造。井田内地层平缓，倾角 310 ，一般在 8以内。本井田从地质勘探阶段到成庄矿建成投产 9 年来，没有见到断层及其他地质构造。总的说来，本井田构造比较简单。1.2.3 井田水文地质成庄井田从水文地质单元上来讲，属延河泉域。延河泉是我省较大的岩溶大泉之一，它位于阳城县东冶乡延河村北沁河西岸。高出河面约 5m，出露地层为奥陶系中统上马家沟组灰岩，泉水沿上马家沟组灰岩
36、底部涌出，其单泉平均流量为 3.1m3/s。延河泉泉口出露标高 463.78m，泉水流量受降水影响大，不稳定系数为 2.3。由于受地层岩性、地质构造、岩溶、地形和水文网的控制，整个泉域构成一个完整的从补给、径流到排泄的地下水流域。中奥陶统厚层石灰岩是组成延河泉域的主要含水层，沁水向斜使泉域地层构成南部向北，东西两侧向中间倾斜的储水构造。泉域的东边界为晋获断裂带；西边界为震旦系变质岩；南边界为山西与河南间的天然分水岭（老地层出露段） ；北边界为寺头断层。延河泉域东邻晋城三姑泉域，东北靠长治辛安泉域、北倚洪洞广胜寺泉域，总面积为 2990km2，其中奥陶系出露面积 1316km2。成庄井田位于长河
37、上游一带，在区域水文地质上，属长河径流带的中上游。井田内上、下马家沟组岩溶十分发育，有大的溶洞，据钻孔揭露，溶洞内有大的涌沙现象。岩溶地下水的补给来自东部和东北部高平一带的灰岩裸露区和浅埋区的降雨入渗补给，以及丹河上游径流灰岩区和断裂的渗漏补给。由于晋获断裂带（延河泉域东边界）以大阳为界，分为南北两段，南段为阻水断裂，北段为透水段，在高平一带为导水断裂，岩溶地下水处于分流状态，一部分地下水补给成庄地区，一部分流向三姑泉。因此，成庄井田内的岩溶地下水资源极其丰富。井田内岩溶地下水供水井出水量极其可观，单井出水量达 22002800m3/d。井田内的区域地下水，除奥陶系岩溶水外，还有石炭系薄层中厚
38、层石灰岩裂隙水和二叠系砂岩裂隙水，以及第四系冲积层孔隙水。但这部分地下水分布范围局限，一般水量不是很大。现简述如下：（一）第四系冲积层孔隙潜水主要分布于盆地及河、沟谷地带，含水量变化较大，7-9 月份为富水期， 1-4 月份为中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 7 页贫水期，靠大气降水及季节性水流补给，仅供当地人畜饮用水用。在无污染地区，水质一般良好，多为重碳酸硫酸钙镁型水，PH 值 7.127.8 左右，总硬度181.62309.42mg/L。受污染区则水质变坏。（二）二叠系砂岩裂隙水和石炭系裂隙岩溶水，赋存于二叠系砂岩及石炭系灰岩中的裂隙岩溶中。二叠系含水层主要是厚层砂岩
39、中裂隙含水，隔水层为底部的泥岩和砂质泥岩。在二叠系分布较广的山区，其沟谷及两岸常有下降泉出露，泉水出自砂岩层中，水量随季节性变化很大。在无污染地区水质良好，常作为当地供水水源。水源类型为重碳酸 硫酸 钾 钠钙镁型水， PH 值 7.47.8，总硬度：56.16237.6mg/L ，井下资料428.04mg/L。石炭系含水层分布在层位稳定，厚度大，岩溶裂隙发育程度变化较大的厚层石灰岩中，其富水性变化也很大。一般与石灰岩所处位置及岩溶发育程度有关，岩溶发育程度又与地形地貌、地质构造、地下水动力条件有关。所以，富水段多分布于盆地、沟谷及地质构造较为发育地区，区内在上覆地层厚度大于 50m，且距河谷较
40、远的地段，往往富水性很少。水质多为重碳酸硫酸钙型水，局部受煤系地层中尤其是煤中的硫分的影响，水质发生变化，多为硫酸重碳酸钙镁型水。PH 值 7.4，总硬度 122.76309.42mg/L 。（三）奥陶系石灰岩岩溶水主要赋存于中奥陶统上、下马家沟组石灰岩中，尤其赋存于下马家沟组石灰岩中。该组石灰岩厚度巨大，岩溶裂隙发育，溶蚀强烈，层位稳定，补给充分，富水性极强。地下水总的径流方向是由东北、西南、西部向延河泉水排泄带流动。富水性也是由东北、西南、西部向延河泉水排泄带渐渐变强。中南部好于其它部位。相对隔水层为中奥陶统底部之含石膏脉的泥质灰岩。水质类型属重碳酸钙型或重碳酸硫酸钙镁型水，PH值 7-7
41、.5 左右，总硬度 162.6441.07mg/L。井田内奥陶系峰峰组基本不含水。井田位于太行山复背斜西翼，沁水煤田南端，总体为一向西倾斜的单斜构造，奥陶系二叠系由东向西依次出露。井田内主要含水层（组）有：1、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层井田内奥陶系中统主要由中厚层状石灰岩组成，夹薄层泥质灰岩，出露于井田东侧，峰峰组基本不含水，可视为隔水层，含水层主要为上、下马家沟组，富水性强，埋深从东北部向西南逐渐加厚，地下水总的流向为北东南西。据钻孔资料，单位涌水为0.714.22L/sm。井田东部施工的供水水源井，单井出水量为 22002800m 3/d，水位标高 454.70m516.10m，总硬度
42、为 4261158mg/L, 矿化度为 0.51.5g/L,属 HCO3SO4CaMg 型水，是矿区的主要供水水源。相对隔水层为中奥陶统底部的含石膏脉的泥质灰岩。2、石炭系上统太原组石灰岩岩溶裂隙含水层组太原组间夹的 K2、K3、K4、K5 等石灰岩为该组主要含水层，从钻孔揭露的岩层来看，单层厚度一般为 2m10m。受补给条件的限制，裂隙发育较差，一般富水性弱。K2、K3 石灰岩单位涌水量为 0.0110.058L/ sm，水位标高 691.40m709.32m。K5 石炭岩深部和浅部的富水性变化很大，浅部单位涌水量为 0.523.43L/sm，而深部为0.00090.007 L/sm，水位标
43、高为 750.58m847.25m。矿化度为 0.450.65g/L，属HCO3CaMg 型水。建井初期，井巷揭露 K2、K3、K4 、K5 等石灰岩时，均有涌水、一次最大涌水量为 152.51m3/h。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计（论文） 第 8 页隔水层：本溪组广泛发育有铝土泥岩，其层位稳定。厚度一般为 7.86m，是良好的隔水层，既可阻隔上部各含水层水下漏，也可阻挡奥灰岩溶承压水向上部含水层充水3、二叠系山西组、石盒子组砂岩裂隙含水层山西组以 K 砂岩为主要含水层，富水性弱。石盒子组地层出露于井田西部，以K8、K10、K12、K13 等砂岩为主要含水层，裂隙较发育，富水性较好。2005 年 4 月该
